1、電力負荷是供電設(shè)計的依據(jù)參數(shù)。
計算準確與否,對合理選擇設(shè)備,安全可靠與經(jīng)濟運行,均起決定性作用。高層建筑的電力負荷計算,基本上采用負荷密度法和需要系數(shù)法。
2.供電電源及電壓的選擇
為了保證供電可靠性,現(xiàn)代高層建筑至少應(yīng)有兩個獨立電源,具體數(shù)量應(yīng)視負荷大小及當?shù)仉娋W(wǎng)條件而定。兩路獨立電源運行方式,原則上是兩路同時供電,互為備用。另外,還須裝設(shè)應(yīng)急備用柴油發(fā)電機組,要求在15秒鐘內(nèi)自動恢復供電,保證事故照明、電腦設(shè)備、消防設(shè)備、電梯等設(shè)備的事故用電。 國內(nèi)高層建筑的供電電壓,都采用10kv標準電壓等級。
3.高低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計
(1)高壓配電系統(tǒng):現(xiàn)代高層建筑均是采用兩路獨立的10kv電源同時供電。一般高壓采用單母線分段,自動切換,互為備用。母線分段數(shù)目,與電源進線回路數(shù)相適應(yīng)。只有當供電電源為一主一備時,才考慮采用單母線不分段的結(jié)線。電源進線幾乎全部采用電纜進線。(2)計費方式,采用高供高計。但在低壓側(cè),仍裝設(shè)計費電度表,采用將照明與動力分開的兩部電價法。有些地方供電部門又把空調(diào)設(shè)備的用電,全部劃入照明計價系統(tǒng),一般做法是安裝總表及動力表,由總表減去動力表以后,全部為照明電費。
(3)為減少變壓器臺數(shù),單臺變壓器的容量選擇一般都大于1000kva。為限制低壓側(cè)的短路電流,正常時變壓器解列運行,中間設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)。照明和動力分開設(shè)變壓器,當動力用電容量太小時,動力變壓器可不分開裝設(shè),而在低壓側(cè)應(yīng)對動力負荷分類計費。
(4)高壓系統(tǒng)及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統(tǒng)。樓層配電則為混合式系統(tǒng)。配電設(shè)備中的主要部分是干線?,F(xiàn)代高層建筑的豎井多采用插接式母線槽。水平干線因走線困難,多采用全塑電纜與豎井母干線聯(lián)接。每層樓豎井設(shè)層問配電小問。層間配電箱經(jīng)插接自動空氣開關(guān)從豎井母干線取得電源。當層數(shù)較多負荷數(shù)較大時,一般按層數(shù)分區(qū)供電,或?qū)⒆儔浩鞣稚⒃O(shè)在地下層、中間層或最頂層。
(5)低壓配電系統(tǒng)各級開關(guān)均采用自動空氣開關(guān)(斷路器),設(shè)置瞬時、短延時、長延時三級過流保護裝置。各級自動空氣開關(guān)的保護整定,應(yīng)注意選擇性配合,防止越級跳閘。
(6)所有電梯均要求采用兩路不同變壓器引出的專用電纜進線。在電梯機房的末端配電箱,設(shè)兩路電源的自動切換裝置,互為備用。
(7)功率因數(shù)按規(guī)定應(yīng)補償?shù)?.9—0.95。無功補償都采用集中補償方式。為降低變壓器容量,多集中裝設(shè)在低壓側(cè),與配電屏放在一起,但必須采用于式移相電容器。
4.主要設(shè)備的選型
(1)高壓開關(guān)柜?,F(xiàn)代高層建筑的變配電室設(shè)在主樓地下層,按規(guī)定不宜采用油開關(guān)。國外用于高層建筑的開關(guān)有三種類型可供選用:高壓空氣斷路器,sf6開關(guān)和真空斷路器。其中高壓空氣斷路器因技術(shù)陳舊,sf6開關(guān)尺寸數(shù)大,氣體具有毒性,故目前10kv真空斷路器應(yīng)用的較為普遍。因此,應(yīng)根高層建筑地下室的標準,選用具有“五防”功能的真空開關(guān)手車式高壓開關(guān)柜。
(2)電力變壓器。根據(jù)防火要求,主樓內(nèi)是不允許裝設(shè)大容量的油浸電力變壓器的。國外有干式變壓器、sfe變壓器和硅油變壓器等三種產(chǎn)品可供選用。國內(nèi)沈陽第二變壓器廠、北京變壓器廠、廣東順德特種變壓器廠等廠生產(chǎn)的干式變壓器,主要技術(shù)指標已達到國際先進水平。
(3)低壓配電屏。國外低壓配電屏的結(jié)構(gòu),幾乎都做成抽屜式,特別是大容量的出線,則做成手車式。國內(nèi)許多生產(chǎn)廠家的低壓配電屏也有引進技術(shù)做成抽屜式結(jié)構(gòu)的,其中有的(如多米諾組合式開關(guān)柜等)主要技術(shù)指標已達國際先進水平。
低壓配電屏多采用自動空氣開關(guān)出線。當配電變壓器的容量為1600kva時,低壓母線上的短路容量已超過40ka,目前國內(nèi)已能提供這樣大容量的產(chǎn)品(如多米諾組合式開關(guān)柜和yds型抽出式/混合式低壓開關(guān)柜等)。
(4)應(yīng)急備用發(fā)電機組。過去大多是采用柴油發(fā)電機組做應(yīng)急備用電源的。近年國外高層建筑已開始采用燃汽輪發(fā)電機。這種發(fā)電機具有體積小、重量輕、反應(yīng)速度快,故障率低等優(yōu)點。
應(yīng)急備用發(fā)電機組必須是快速自起動的。按國外規(guī)定,應(yīng)能在15s內(nèi)恢復供電。從可靠性出發(fā)最好選用兩臺,自動并車。容量較小時也可選用一臺。
(5)母線槽和電纜。插接式絕緣母線槽,具有容量大、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高、使用維護方便等優(yōu)點。國外的現(xiàn)代高層建筑,插接式絕緣母線槽已完全取代了電纜豎井。遵義長征電氣控制設(shè)備廠研制的密集型插接式絕緣母線槽,主要技術(shù)性能指標已達到國際先進水平,并在廣州中國大酒店、花園酒店及上海華亭賓館、雁蕩公寓等得到實際應(yīng)用。絕緣母線槽有銅的和鋁的兩種。
5.變電所位置的確定
現(xiàn)代高層建筑的用電量相當大,在確定變電所位置時,應(yīng)盡可能使高壓深入負荷中心。這對節(jié)約電能,提高供電質(zhì)量都有重要意義。
國外高層建筑的變電所都設(shè)在主樓內(nèi)。建筑高度在30層左右的,大都集中在底層;60層左右的,則分散在地下層、中間層和頂層。也有僅在中間層或僅在地下層、頂層設(shè)變電所的。變電所的數(shù)量及其位置的分布,應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟比較決定。
6.微電腦在變電所中的應(yīng)用
現(xiàn)代高層建筑規(guī)模很大,所以其變電所的規(guī)模也較大。如湖南國貿(mào)中心大廈的初步設(shè)計時,中心變電所設(shè)在地下三層,內(nèi)設(shè)手車式高壓開關(guān)柜14臺,抽屜式低壓配電屏近40臺,電容補償柜12臺,40ah鎬鎳電池柜一套及中央信號屏,1600kva變壓器二臺,1250kva變壓器二臺,其建筑面積150十400m2左右;在第26層(主樓)設(shè)有變電所一個。在地下一層,設(shè)600kw自起動柴油發(fā)電機組二臺。整個供電系統(tǒng)很復雜,對這樣一個供電系統(tǒng),要求供電可靠,各種供電參數(shù)及開關(guān)狀態(tài)、變壓器運行狀態(tài)和各機房運行狀態(tài),若用人工值班,通過電話聯(lián)系或人工巡視,工作量大,速度也很慢。設(shè)計人員在預留的控制室內(nèi)使用微電腦進行監(jiān)測、管理,能迅速發(fā)現(xiàn)故障,使設(shè)備作最佳工況運行,實現(xiàn)遙控遙測,達到節(jié)約能源,減少人力,安全、合理運行。
7.電氣照明設(shè)計
電氣照明設(shè)計,包括光源選擇、照度計算、燈具造型,燈具布置,眩光控制和調(diào)光控制和照明配電線路敷設(shè)等。照明設(shè)計與建筑裝飾有著非常密切的關(guān)系,應(yīng)該相互配合,在使用功能及藝術(shù)意境方面求得統(tǒng)一。選用高光效電光源,可以取得節(jié)能的明顯效果?!?br>8.防雷與接地
現(xiàn)代高層建筑的防雷設(shè)計,除采用避雷針和避雷帶的傳統(tǒng)做法外,近年還出現(xiàn)有消雷器和放射性避雷針。這兩種防雷技術(shù)雖然在工程上得到不少實際應(yīng)用,但在理論上一直是有爭議的。廣州花園酒店、南京金陵飯店都裝設(shè)了放射性避雷針。但是也有人認為,從國外引進的這種放射性避雷針,維護復雜,價格又不便宜,還是采用傳統(tǒng)的避雷方法簡單可靠,更加經(jīng)濟合算。但必須保證各層樓面鋼筋、金屬管道與該層用作引下線的柱筋有可靠的連接,形成等電位層?,F(xiàn)代高層建筑都是采用鋼筋混凝土剪力墻,與樓板的連接是十分可靠的。關(guān)鍵是做好金屬管線的接地。
現(xiàn)代高層建筑的防雷接地、電氣設(shè)備的保護接地和工作接地,都是合在一起的,組成混合接地系統(tǒng)。接地電阻按最小的要求而定,通常是在4歐以下。利用建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)作接地板。盡管基礎(chǔ)鋼筋等自然接地體已能滿足接地電阻的要求,仍需要裝設(shè)水平的人工接地體,將主要的建筑物基礎(chǔ)連接成接地網(wǎng),這對均衡電位,提高安全性都有好處。
9.電梯
電梯按使用功能分,有高級客梯、普通客梯、觀景梯、服務(wù)梯、消防梯、貨梯、自動扶梯等許多種;按速度又分為低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯等;按電流分則有交流和直流兩大類。設(shè)計人員的任務(wù)是要確定電梯臺數(shù)和決定電梯功能。電梯的配置和造型,不是電氣設(shè)計人員單方面所能決定的,必須與總建筑師或總體交通設(shè)計人員共同研究才能確定。
現(xiàn)代高層建筑的電梯,為了提高輸送能力和縮短候梯時問,一般都采用高速或超高速電梯,分組實行電腦群控。為提高運行的穩(wěn)定性和舒適感,客梯都是選用直流電動機驅(qū)動。
10.經(jīng)營管理電腦系統(tǒng)
現(xiàn)代高層旅游建筑的業(yè)務(wù)管理電腦,主要是數(shù)據(jù)處理和文字處理的應(yīng)用。旅館經(jīng)營管理系統(tǒng)一般劃分為前臺管理和后臺管理兩大部分。前臺管理主要是負責接待、登記、訂房、預約、查詢、定票及房間狀態(tài)的顯示;后臺管理主要負責晚問經(jīng)濟核算,編制各種統(tǒng)計報表,進行成本分析,使經(jīng)濟核算和財務(wù)會計工作自動化。而經(jīng)營管理電腦系統(tǒng)的設(shè)計,主要是解決電腦的選型,以及終端機的配置和管線布置問題。
11.設(shè)備自動化監(jiān)控電腦系統(tǒng)
設(shè)備自動化監(jiān)控電腦系統(tǒng),能使所有設(shè)備在最佳狀態(tài)下運行,迅速發(fā)現(xiàn)故障,達到減少人力,節(jié)約能源,提高經(jīng)濟效益的目的?,F(xiàn)代化旅游旅館的設(shè)備管理電腦,可以對整座大樓的空調(diào)、供熱、供排水、變配電、照明、電梯、消防、閉路電視、通信、防盜、巡更等進行全面監(jiān)控。
12.通信
國外現(xiàn)代高層建筑的通信設(shè)施,包括普通電話連絡(luò)、業(yè)務(wù)對話、國內(nèi)外長途自動拔號,和附加的服務(wù)功能,電傳等,可以進行國際通信聯(lián)絡(luò)。
13.廣播音響系統(tǒng)
高層旅游建筑的廣播音響設(shè)計包括公眾廣播、客房音響、高級宴會廳的獨立音響、舞廳音響等。
公眾音響平時播放背景音樂,發(fā)生火災(zāi)時,則兼作事故廣播之用??头恳繇懙脑O(shè)置目的,是向客人提供高級的音樂享受,建立舒適的休息環(huán)境。
高級宴會廳一般都是多功能的,必須設(shè)置專用的音響室,配備一套高級組合音響設(shè)備,以適應(yīng)各種宴會、記者招待會、演唱會、國際會議、時裝表演等不同的使用要求。
餐廳、多功能廳、酒吧間等,為滿足有可能舉辦各種晚會的要求,可配備移動式音響設(shè)備。舞廳的音響是獨立的系統(tǒng)。
有的豪華飯店還設(shè)置有音樂噴泉。